Magyar Tudományos Akadémia Talajtani és Agrokémiai Kutatóintézet Környezetinformatikai Osztály, GIS Labor
Pásztor László: Talajinformációs Rendszerek Birtokrendező MSc kurzus 1. Bevezetés, alapfogalmak
Budapest, Herman Ottó út 15. Tel/fax.: 36-1-356-3694 e-mail:
[email protected] www.mta-taki.hu
MTA TAKI GIS Lab
Talajtani információk bevezetés, alapok • A talajról röviden
• Talajtani információk • Talajtérképek • Térbeli talajinformációs rendszerek (TTiR) • Digitális talajtérképezés (DTT)
Talajtani információk bevezetés, alapok
Mi is a talaj? „Térben és időben változó, háromfázisú, polidiszperz rendszer.”
„A talaj a földkéreg legkülső, termékeny rétege.”
„A föld élő bőre.”
Mi is a talaj? légkör
biota
víz
talaj
alapkőzet
Mi is a talaj?
Talajtani információ TÁRSADALMI ELVÁRÁSOK
talajfelvételezések, talajtérképek, térbeli talajinformációs rendszerek, talajföldrajzi adatbázisok igények
jelentős növekedése
Talajtani információ Felhasználása:
földértékelés, szaktanácsadás, (mező)gazdálkodás, területi tervezés vízgazdálkodás környezetvédelem, …
gazdálkodással kapcsolatos lehetőségek, korlátok, problémák degradációs folyamatok detektálása, előrejelzése,
Talajtani információ Felhasználói:
gazdálkodók, tervezők, döntéshozók, hivatalnokok, mérnökök, kutatók oktatók hallgatók ...
Talajtani információ Talajtani adatbázisok szervesen beépülnek: földhasználati és vidékfejlesztési programokba, agrár-környezetvédelmi programokba, környezeti modellezésbe, környezeti erőforrás felmérésbe, kockázatbecslésbe etc.
Talajtani információ
TALAJFUNKCIÓK
TALAJTULAJDONSÁGOK
TALAJFOLYAMATOK
TALAJKÉPZŐDÉS TÉNYEZŐI
Információk: a talaj funkcióiról a talajról a talajfolyamatokról a talajt befolyásoló környezeti tényezőkről az érintett ökoszisztémákról. Várallyay, 1994.
Talajtani információ A talaj sokoldalú funkciói (a)
Feltételesen megújuló természeti erőforrás.
(b)
A többi természeti erőforrás (sugárzó napenergia, légkör, felszíni és felszín alatti vízkészletek, biológiai erőforrások) hatásának integrátora, transzformátora, reaktora. Ily módon biztosít életteret a talajbani élet-tevékenységnek, termőhelyet a természetes növényzetnek és termesztett kultúráknak.
(c)
A primér biomasszatermelés alapvető közege, a bioszféra primér tápanyagforrása.
(d)
Hő, víz és növényi tápanyagok (és – kényszerből – hulladékok) természetes raktározója.
(e)
A talajt (és terresztris ökoszisztémákat) érő, természetes vagy emberi tevékenység hatására bekövetkező stresszhatások puffer közege.
(f)
A természet hatalmas szűrő- és detoxikáló rendszere.
(g)
A bioszféra jelentős gén-rezervoárja, a biodiverzitás nélkülözhetetlen eleme.
(h)
Földtörténeti és történelmi örökségek hordozója. Várallyay, 1997.
Tápanyag körforgalom: ... üvegházhatású gáz mérlegek, ...
Talajtani információ
Szűrő és puffer közeg: ... Helicobacter pylori, Radon, ...
A biodiverzitás és élőhelyek biztosítása : ... MÉTA-CoMÉTA, ...
Vízforgalom szabályozás: ... árvíz, belvíz, aszály, ...
A talaj sokoldalú funkciói
Talajtani információ
Ökológiai: Biomassza termelés A környezet és az ember védelme Gén rezervoár
Nem ökológiai: Fizikai alapközeg Nyersanyag forrás Földtani és kulturális örökség őrzője
Regional Environmental Center for Central and Eastern Europe (REC)
Talajtani információ Víz vagy szél okozta erózió Szervesanyagkészlet csökkenése
Tömörödés, szerkezetleromlás
Biodiverzitás csökkenése
Árvíz, belvíz és talajcsúszás
Talajszennyeződés (pontszerű és diffúz)
Szikesedés Talaj-fedés
Talajdegradációs folyamatok Európában EU Talajvédelmi Stratégia
Talajtani információ talajképző tényezők (Dokucsajev, Jenny)
talajfejődés/ degradáció
talajképződés
t = t0
t
Talajtani információ •
fizikai/kémiai/biológiai indikáció/pedotranszfer
•
tulajdonság/tulajdonság csoport/asszociáció/heterogenitás
•
érvényesség/support/kiterjesztés
•
pont minta/átlag minta/pedon
•
genetikus/diagnosztikus
Talajtani információ
Talajtani információ
Talajtani információ Talajvédelmi terv készítése szükséges a következő esetekben a) a savanyú, a szikes és a homoktalajok javításához, b) a mezőgazdasági célú tereprendezéshez, c) szőlő, gyümölcs, bogyós gyümölcs, illetve - ha jogszabály úgy rendelkezik - egyéb ültetvények telepítéséhez, d) a termőföldön történő, 400 m2-t meghaladó beruházások megvalósítása során a humuszos termőréteg mentéséhez, e) a mezőgazdasági célú hasznosítást lehetővé tevő rekultivációhoz, újrahasznosításhoz, f) az öntözéshez, g) a hígtrágya termőföldön történő felhasználásához az állattartás során keletkező egyéb szervestrágya kivételével, h) a szennyvíz és szennyvíziszap mezőgazdasági felhasználásához, i) a mezőgazdasági területek vízrendezéséhez, j) a nem mezőgazdasági eredetű, nem veszélyes hulladékok termőföldön történő felhasználásához, k) az erózió elleni műszaki talajvédelmi beavatkozások megvalósításához. • elenyésző mennyiségben készül • erősen helyspecifikus, ismétlődő • a tervek döntő többsége
Talajtani információ
Talajtani információ szelvény/fúrás
gyűjtött
talajtérkép
Térbeli kiterjesztés
elvárt
Talajtani információ -Tulajdonságok származtatása pedotranszfer függvények -Folyamatokra és funciókra vonatkozó információk származtatása környezeti modellek
(property inference)
Talajtani információ
Talajtani információ szelvény/fúrás
talajtérkép
A térképektől elvárt alapvető gyakorlati haszon a térbeli predikció: Bizonyos talajtulajdonság becslése egy terület bármely pontjára vonatkozóan ismert helyeken mintázott értékek alapján. # Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y # Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
Térbeli kiterjesztés
# Y
# Y # Y
# Y
Talajtérkép szelvény/fúrás
talajtérkép
Tradicionális eszköze: hagyományos talajfolt térkép. A térképezendő területet olyan diszjunkt egységekre bontja, amelyeken belül a talaj változékonysága kisebb, mint a teljes térképezett területre vonatkozóan. # Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y # Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
Térbeli kiterjesztés
# Y
# Y # Y
# Y
Talajtérkép szelvény/fúrás
talajtérkép
Számos, pontosabb térbeli becslést nyújtó, matematikailag megalapozott eljárás ismert és használatos: egy és többváltozós geostatisztikai, fuzzy módszerek etc.
DSM # Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y # Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
Térbeli kiterjesztés
# Y
# Y # Y
# Y
Talajtérkép szelvény/fúrás
talajtérkép
# Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y # Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
Térbeli kiterjesztés
# Y
# Y # Y
# Y
Talajtérkép szelvény/fúrás
talajtérkép
A tradicionális talajfolt térképek továbbra is igen elterjedtek, mivel: A felhasználók többsége számára ezek nyújtják a legkönynyebben interpretálható eredményeket (vizualitás és egyszerűség). Pontosságuk többféleképpen is növelhető.
# Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y # Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y
# Y # Y
Térbeli kiterjesztés
# Y
# Y # Y
# Y
Talajtérkép
(i) elsődleges talajtulajdonságok vagy osztályok (ii) másodlagos talajtulajdonságok, elsődleges talajtulajdonságokból levezetve (iii) talaj funkciók és/vagy -folyamatok talajtulajdonságok és egyéb külső információk alapján származtatott
Talajtérkép Talajtérkép1: elsődleges talajtulajdonságokat vagy osztályokat bemutató talajtérkép
tradicionális térkép talajfoltok
a mért/megfigyelt értékek speciális térbeli kiterjesztése
felvételezés
Talajtérkép Talajtérkép1: elsődleges talajtulajdonságokat vagy osztályokat bemutató talajtérkép tradicionális térkép talajfoltok
a mért/megfigyelt értékek speciális térbeli kiterjesztése
Talajtérkép Talajtérkép2: másodlagos talajtulajdonságokat bemutató talajtérkép:
a mért/megfigyelt értékek speciális térbeli kiterjesztése és tulajdonságok származtatása pedotranszfer függvények vagy környezeti modellek formájában
felvételezés
Talajtérkép Talajtérkép2: másodlagos talajtulajdonságokat bemutató talajtérkép:
Talajtérkép Funkcionális talajtérkép (FTT): talajfunkciókat és/vagy folyamatokat bemutató „talaj”térkép
A talaj egyes funkcióival, illetve (degradációs) folyamataival kapcsolatos talaj jellemzők regionalizálása révén áll elő
tulajdonságok származtatása környezeti modellek formájában elsődleges másodlagos környezeti talajtérképek talajtérképek tényezők felvételezés
Talajtérkép Funkcionális talajtérkép (FTT): talajfunkciókat és/vagy folyamatokat bemutató „talaj”térkép
Talajtérkép tematika, tulajdonság, paraméter, …
Talajtérkép lépték, kiterjedés, térbeli felbontás …
Talajtérkép minőség, pontosság, megbízhatóság …